当今的现代社会严重依赖塑料材料的使用。由于塑料材料具有多样性和定制性,在过去一个世纪中,这些材料已成为我们先进生活的几乎所有领域中不可或缺的一部分,例如交通、电子、建筑、家庭或包装,其中包装占最大部分。[1] 然而,许多海洋和陆地生态系统正面临着巨大的威胁,这是由于不可降解的石油基塑料造成的环境污染仍在加剧。[1a,2] 另一方面,高生产率以及我们在关键生活情况下对塑料的依赖,例如抗击 COVID-19 需要大量由塑料制成的口罩和注射器,这表明人类需要这些材料来维持现代生活水平。[1b,3] 为了应对这些全球挑战,需要有效的废旧塑料回收策略,促进这些材料的循环利用。 [4] 除了传统的机械回收方法,如当今热塑性塑料(如聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET))的标准熔融加工方法外,化学
利用可再生资源开发生物粘合剂代表了可持续材料领域的重大进步。CSIR-AMPRI 博帕尔分校已成功开发出一种用于竹子和其他天然植物纤维资源的生物复合材料的生物粘合剂。生物粘合剂可由可再生资源(如淀粉)和其他合适的原材料合成。这些资源丰富,可以持续利用,确保持续供应而不会耗尽自然资源。通过利用这些可再生资源,生物粘合剂有助于减少对石油基粘合剂的依赖,显著降低温室气体排放并有助于环境保护。生物粘合剂的主要优势之一是其增强的生物降解性,从而减少长期环境影响并更易于处理。生物粘合剂开发过程需要更少的能源投入,使其具有成本效益和环保性。此外,生物粘合剂不会形成副产品。这进一步减少了它们对环境的影响和毒性,使其成为制造商和最终用户的更安全替代品。
对于受 NERSA 监管的行业,应注意以下几点:• 全球对电力的依赖日益加深,社会越来越依赖电力的使用来维持人们所熟知的生活。此外,电力是增长最快的最终能源需求来源,在未来 25 年内,其增长速度将继续超过整体能源消耗。• 目前,可再生能源是全球增长最快的能源,预计到 2040 年,可再生能源消耗将以平均每年 2.6% 的速度增长。• 预计未来二十年,天然气的增长速度将超过其他化石燃料。丰富的天然气资源和强劲的产量(包括致密气、页岩气和煤层气供应的增加)将有助于天然气保持强劲的竞争地位。全球对液化天然气发电的兴趣日益浓厚。尽管增长速度缓慢,但全球对液化天然气作为燃料的需求也在增长。 • 关于液体燃料(主要是石油基燃料),预测它仍将是世界能源消耗的最大来源,液体燃料占世界能源消费总量的
UD 将寻求开发一种解决方案,用再生碳纤维复合材料替代风力涡轮机翼梁帽中的原始碳纤维和石油基聚合物。实验室规模的复合材料化学分析、树脂合成、热分析和机械测试将在特拉华州纽瓦克市 UD 复合材料中心进行。用于制造翼梁帽的树脂的开发、特性和供应将在宾夕法尼亚州普鲁士王市的 Arkema, Inc 进行。用于翼梁帽生产的树脂的评估和特性将在科罗拉多州戈尔登市的国家可再生能源实验室进行。 用于翼梁帽拉挤的再生复合材料的生产(使用再生碳纤维制造层压板的工艺)将在特拉华州纽瓦克市的 Composites Automation LLC 进行。使用再生材料对翼梁帽进行拉挤。拉挤翼梁帽子组件的最终评估将在密歇根州沃伦的 TPI Composites, Inc 进行。
可持续制造技术集团中的技术领域概述研究人员开发了高性能生物的复合材料以及可实现循环经济体的大量聚合物和复合回收实践。这项研究有助于减少制造对气候变化,减轻废物和污染的影响,并减少对化石燃料的依赖。与传统的单一使用石油基材料相比,从森林产品,农业废物甚至再生纸板中得出的回收原料和生物基材料提供低成本,较低的碳足迹和整体体现能量。此外,基于生物的材料的广泛实施可以增加对全国当地原料的需求,从而实现分布式制造并使地方或农村经济受益。同时开发新的回收技术并朝着制造业的循环经济体发展,将减少当前和即将到来的浪费,升级有价值的材料,创造大量新的国内就业机会,并带领美国朝着更有效且对环境友好的制造实践迈进,以实现可持续性。研发增值基于生物的材料
自然界中充满了以纤维和生物复合材料形式存在的结构材料,它们经过亿万年的进化选择,已经达到了惊人的效率和性能水平 (O'Brien 等人,1998)。尽管这些天然聚合物在某些情况下由于其成本、功能和消费者偏好而具有商业重要性,但与质量变化相关的缺点以及它们亲水性和低热稳定性已导致它们被具有更理想性能的合成聚合物所取代 (Kalia 等人,2009)。随着 20 世纪初有机化学和石油基化学的出现,天然聚合物越来越多地被合成聚合物和纤维开发所取代,多年前,合成聚合物和纤维开发产生了一系列新产品,如尼龙、聚酯、丙烯酸、芳纶、斯潘德克斯、烯烃树脂和纤维,具有优异的拉伸强度和应力-应变行为 (O'Brien 等人,1998)。一种新型的“工程化”肽基生物聚合物引起了广泛关注,它由源自两项科学发展的材料组成:对蛋白质结构功能的日益了解,提供了可用于设计重复的肽基序,
份额(%) 可依赖 46.0 石油基能源 3,737 2,796 13.2 11.3 柴油 2,320 1,951 8.2 7.9 石油热能 650 305 2.3 1.2 燃气轮机 767 540 2.7 2.2 天然气 3,732 3,281 13.2 13.3 可再生能源 8,417 7,242 29.7 29.4 生物质 585 374 2.1 1.5 生物质 577 371 2.0 1.5 废物转化为能源(WIE) 8 3 0.0 0.0 地热 1,952 1,708 6.9 6.9 太阳能 1,653 1,249 5.8 5.1电表后 (BTM) 46 37 0.2 0.1 地面安装 1,608 1,212 57 4.9 蓄水 3,799 3,499 13.4 14.2 蓄水水力发电 2,164 1,985 7.7 8.0 抽水蓄能 736 720 2.6 2.9 径流式 (ROR) 899 794 3.2 3.2 风电 427 412 1.5 1.7 陆上风电 427 412 1.5 1.7 海上风电 OS 总计 能源存储系统 (ESS)
这份联合政策简报旨在“为欧盟实现气候中和做好准备 - 符合巴黎协定 (PAC) 的电网路线图”,由欧洲气候行动网络 (CAN) 和欧洲环境局 (EEB) 撰写,旨在确定 100% 可再生能源系统 (RES) 所需的基础设施类型和电网容量。它探索了一条与到 2040 年实现欧盟 27 国气候中和以及在保持 +1.5°C 阈值的同时确保能源供应相一致的道路。更新后的《巴黎协定兼容》(PAC)2.0 情景旨在到 2040 年实现欧盟 27 国的气候中和,到 2030 年逐步淘汰煤炭,到 2035 年逐步淘汰化石天然气,到 2040 年逐步淘汰石油基产品,到 2040 年逐步淘汰核能。为了增强欧盟的适应力,我们的路径为欧洲提供了许多共同利益,也最大限度地减少了气候变化造成的经济和社会损失。它还展示了一个更具弹性的基础设施,它承认不断变化的天气模式和不同的气候年份。欧盟处于气候十字路口
合成生物学和人工智能 (AI) 的进步为现代生物技术提供了新的机遇。高性能细胞工厂是工业生物技术的支柱,最终决定了生物基产品在与石油基产品的激烈竞争中是成功还是失败。迄今为止,合成生物学面临的最大挑战之一是以一致和高效的方式创建高性能细胞工厂。作为所谓的白盒模型,已经开发了许多代谢网络模型并将其用于计算菌株设计。此外,近年来,人工智能驱动的菌株工程取得了巨大进展。这两种方法都有优点和缺点。因此,人工智能与代谢模型的深度整合对于构建具有更高滴度、产量和生产率的优质细胞工厂至关重要。本综述总结了最新的先进代谢模型和人工智能在计算菌株设计中的详细应用。此外,还讨论了人工智能和代谢模型深度整合的方法。预计由人工智能驱动的先进机械代谢模型将为未来几年高效构建强大的工业底盘菌株铺平道路。
摘要:通过选择压力和全基因组重测序控制实验室中的短期进化过程,可以诱导几代生物特性的变化,这有助于确定微生物适应性实验室进化 (ALE) 的遗传基础。由于该技术的多功能性以及对石油基策略替代品的迫切需求,ALE 已在多种酵母中积极开展,主要使用常规酿酒酵母,但也使用非常规酵母。由于转基因生物是一个有争议的话题,而且全球尚未就其使用达成共识,因此 ALE 成为了当前的热门话题,出现了大量采用 ALE 方法的新研究,并在此背景下开发了许多不同的应用。在本综述中,我们首次收集了相关研究,这些研究展示了非传统酵母物种的 ALE 对其生物技术改进的作用,并根据研究目的对其进行了分类,并根据所用的物种、实验结果和所采用的方法对其进行了比较。本综述阐明了 ALE 作为一种强大工具的适用性,可以增强物种特征并提高其在生物技术中的性能,重点是非传统酵母物种,作为替代方法或与基因组编辑方法相结合。